JPH0137961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野： 本発明は流体分離装置、特にスパイラル型流体
分離装置に関する。さらに詳しくは、本発明は２
もしくはそれ以上の層構成体を備えた集水管を有
する流体分離装置の製法に関する。

従来技術： 一般に、スパイラル型流体分離装置の製法によ
れば、透過液通路用のスペーサと第１半透膜と原
液通路用スペーサと第２半透膜とから順次なる複
数の層エレメントが積層され２もしくはそれ以上
の層構成体が形成される。そして、それらは水平
台上で集水管のまわりに巻きつけられる。しか
し、この従来の製法においては、集水管に巻かれ
る層構成体の隣接する内側の層エレメントと外側
の層エレメントの曲率が異なり、それがために層
エレメントの巻きつけ線速度が異なる。その結
果、内側の層エレメントに不均一なずれおよびし
わが生じる。この不均一なずれおよびしわは、隣
り合う層エレメントが互いに円滑にすべりあいし
たがつて層構成体が集水管に円滑に巻きつけられ
得れば、容易に避けられる。しかし、流体分離装
置に用いられる膜およびスペーサのような層エレ
メントはその間の摩擦力の故に円滑にすべりあわ
ない。さらに、この傾向は層構成体の数が増すに
つれて大きくなる。この不均一なずれおよびしわ
は、層エレメント特に膜において不可避的に生
じ、これら膜を損傷し、その結果、流体分離装置
の分離機能を損ねる。透過液スペーサおよび原液
スペーサにおけるしわにより膜が局部的に加圧さ
れ損傷を受けると共に膜に膜シール不良を起こ
し、その結果、流体分離装置の分離機能を損ね
る。

この不均一なずれおよびしわを排除する目的の
ために、すでにいくつかの改良法が提案されてい
る。その一つは米国特許第3386583号および同第
3397790号に開示されている。それによれば、層
構成体を層エレメントごとに張力を付与しつつ水
管に巻きつけるものである。別の方法は、米国特
許第4137113号にの開示されている。そこでは、
層エレメントは、これが集水管への巻きつけ直前
に互いに分離され、各々が集水管に巻きつけられ
る間放射状に引張られる。しかし、これら従来の
方法には、製造設備が大型化するのみならず製造
工程が繁雑化するという問題がある。

発明の目的： 本発明の方法は上で論じた先端技術の欠点を克
服するものであり、その目的とするところは、層
エレメントに不均一なずれおよびしわが生じずそ
の結果、優れた流体分離機能の得られるスパイラ
ル型流体分離装置の製造方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、著しく単純でかつ小型
の製造設備を使いうるスパイラル型流体分離装置
の製造方法を提供することにある。

発明の要旨： 本発明の液体分離装置の製法は、集水管を軸と
して回転させる手段に集水管を水平に固定して層
構成体を下方へ垂らすこと、およびその回転手段
により集水管を軸として回転させて層構成体をそ
こに巻きつけることを包含し、このことにより、
上記目的が達成される。

集水管のまわりに巻かれるべき２以上の層構成
体は、複数の層エレメントを有し、この層エレメ
ントは透過液路用スペーサ、第１半透膜、原液路
用スペーサおよび第２半透膜から順次なる；そし
て、各層構成体における第１半透膜とこれに隣り
合う層構成体における第２半透膜とにより結果的
に一つの封筒が形成され、個々の各層構成体の該
透過液スペーサが該封筒内に位置する。

層構成体は、透過液スペーサのうち少くとも集
水管に連結する一つに適当な張力を付与しつつ集
水管に巻かれる。張力が付与されるスペーサの角
度は好ましくは、集水管の軸からの垂直面から約
＋30゜〜約−30゜の範囲である。

各封筒の背とこれに隣り合う層エレメントとの
間に空間を設けるために各封筒の背に支持棒が配
置されうる。

実施例 以下に本発明を実施にもとづき図面を参照しつ
つ詳述する。

第１図は、本発明の複数の層構成体、例えば四
層構成体１１，１２，１３および１４を示す。各
層構成体はそれぞれ層エレメントを有し、各層エ
レメントは、透過液スペーサ、第１半透膜、原液
スペーサおよび第２半透膜である。例えば、層構
成体１１について言えば、この層構成体１１は透
過液スペーサ１１１、第１半透膜１２２、原液ス
ペーサ１１３そして第２半透膜１１４の各層エレ
メントが順次積層したものである。

第１半透膜１１２と第２半透膜１１４とは、通
常一枚のシートで形成されこれが二つ折りにされ
る。第１・第２半透膜１１２，１１４は、二つの
別々のシートから形成されてもよい。これら二枚
の半透膜シートは集水管１５に近い端においてス
ペーサ１１３を介して相互に接着される。そし
て、各層構成体の透過液スペーサ１２１，１３１
および１４１は、それぞれ層構成体の透過液スペ
ーサ１１１，１２１および１３１に順次固定され
る。

半透膜は、例えば逆浸透膜や限外過膜とし通
常用いるセルロースアセテートやポリアミドなど
のポリマーから作られる。透過液スペーサの例と
しては、ポリエステル織布（商品名：TRICOT
213 SIMPLEX139）にメラミンホルマリン樹脂
もしくはエポキシ樹脂を含浸させたものである。
原液スペーサは、例えばポリプロピレンネツトや
ポリエチレンネツト（商品名：VEXAR）であ
る。

中空集水管１５に層構成体１１に巻きつけるに
際し、透過液スペーサ１１１の一端が最初にその
集水管１５に連結される。透過液を集水管１５外
周の少くとも一つの孔１５０から集水管１５内へ
流れ込ませるためである。スペーサ１１１を集水
管１５に連結するのに、感圧粘着テープのような
既知の粘着テープや既知の熱可塑性接着が用いら
れうる。次いで、各層構成体１１，１２，１３お
よび１４のうちの例えば各第２半透膜１１４，１
２４，１３４および１４４上の三方の端部に膜シ
ール接着剤１６が塗布される。この接着剤１６
は、第１図および第３図に示すように、最終的に
形成される膜封筒Ａ，Ｂ，ＣおよびＤにおいて原
液が封筒の半透膜を通らずに直接透過液流路に流
れ込むのを防止するためのものである。

上記封筒は、一般に、次のような態様で最終製
品モジユールの第１半透膜と第２半透膜とにより
形成される。すなわち、それぞれ個々の層構成体
の透過液スペーサがそれぞれ個々の層構成体の第
１半透膜とこれに隣り合う層構成体の第２半透膜
との間に配置されるような態様で封筒が形成され
る。例えば、封筒Ａについて言えば、透過液スペ
ーサ１２１は、層構成体１２の第１膜１２２とこ
れに隣接する層構成体１１の第２膜の１１４との
間に位置する。そして、封筒Ｄについて言えば、
透過液スペーサ１１１は、層構成体１１の第１膜
１１２とこれに隣接する層構成体１４の第２膜１
４４との間に位置する。

それゆえ、接着剤１６が例えば層構成体１１の
半透膜１１４に塗布されると、この接着剤１６は
隣りの層構成体１２のスペーサ１２１を透過して
もう一方の半透膜１２２に達しうる。それゆえ、
用いる接着剤は半透膜１２２，１１４もしくは透
過液スペーサ１２１のうちの一つの面に塗布され
ればよい。ただし、この塗布面は残りの半透膜ま
たはは透過液スペーサと接する面である。この接
着剤１６を各所定塗布面に塗布することにより、
原液が封筒Ａについては半透膜１１４，１２２、
封筒Ｂについては半透膜１２４と１３２、封筒Ｃ
については半透膜１３４と１４２、そして封筒Ｄ
については半透膜１４４と１１２を通らずに透過
液流路に直接流れ込むのを防止しうる。接着剤１
６の塗布は、このように、層構成体を集水管１５
に連結する工程で通常行われるが、それに代え
て、層構成体を集水管１５から垂らして後におい
ても行われうる。

この接着剤のポツトライフは、集水管１５に各
層構成体を巻きつけるのに、要する期間より長く
なければならない。そうでなければ、各層構成体
の巻きつけ工程の間に、その接着剤は硬化しその
結果各層構成体の層エレメントは互いに円滑にす
べらず、そして／もしくは一方の膜に塗布したと
きにはその接着剤は各スペーサを透過せずその結
果一方の膜がスペーサを介して他の膜に接着する
のを妨げることになる。この接着剤の例として
は、エポキシ樹脂やウレタン樹脂の室温硬化性物
質が挙げられる。接着剤の代わりに、通常の熱シ
ール手段がこのような膜シール用に用いられう
る。

層構成体１１を介して集水管１５に連結された
層構成体１１，１２，１３および１４は、次い
で、第２図に示すように、集水管１５を図外の回
転手段に水平に固定することにより、下方に垂ら
される。集水管１５は、次いで、各層構成体１
１，１２，１３，１４が集水管１５から垂れさが
つた状態で各層構成体が１１，１２，１３，１４
を巻くべく回転手段を駆動させることにより、そ
の軸のまわりに回転される。その回転速度は、例
えば5rpm以下であり、好ましくは１〜2rpmであ
る。これら各層エレメントは自重で垂れさがり各
エレメント間のまさつ力は極めて小さい。それゆ
え、不均一なずれやしわがこれら層エレメントに
生じない。各層構成体１１，１２，１３，１４を
ほぼ巻いてしまつてから（例えば巻き工程の90％
が完了してから）、図外のテンシヨン系により透
過液スペーサ１１１に張力をかけることにより、
巻き締めを行う。あるいは、既知のテンシヨン系
により透過液スペーサ１１１に適度の張力をかけ
つつ各層構成体１１，１２，１３，１４を集水管
１５に巻きつけそして最後により大きな張力をか
けることにより巻き締めを行なう。第３図は得ら
れた巻回体の断面側面図である。付与される巻き
締め張力の程度は、各層構成体の巾１ｍ当り例え
ば10〜60Kgの範囲である。張力が過大になると各
原液スペーサがそれぞれに対応する膜を過度に圧
することになり、これら膜を損傷する結果にな
る。張力が過少になると膜と膜との間のシールが
不十分となり、封筒が形成されず、その結果、期
待された分離機能を備えた流体分離装置が得られ
ない。張力が付与されるスペーサ１１１の角度は
集水管１５の軸からの垂直面から好ましくは約＋
30゜〜約−30゜の範囲である。透過液スペーサ１１
１にこの角度範囲内で張力をかけると、各層エレ
メント間のまさつ力を増大させることなく集水管
１５の保持位置を低レベルにすることができ、そ
の結果、巻きとり装置全体の高さを減ずることが
可能となる。スペーサ１１１の集水管１５との接
着部にかかる負荷を減ずるために、集水管１５を
巻きとり手段に固定する前にあらかじめこのスペ
ーサ１１１を集水管１５に少くとも一回巻きつけ
ることが推奨される。

各層構成体１１，１２，１３，１４の巻きとり
が完了すると、得られた巻回体を粘着テープや熱
可塑性接着剤により固定する。

膜シール接着剤が硬化してから、この巻回体の
端を所定寸法に切断し端面をそろえる。そして、
必要な付属部材を組み込んで所望の流体分離装置
を得る。

層構成体の巻きつけ速度を高め作業能率を向上
させるために、第２図に示すように、封筒Ａ，
Ｂ，ＣおよびＤの各シート、すなわち、第２膜シ
ート１１４，１２４，１３４および１４４の背面
に支持棒１１０，１２０，１３０および１４０を
配置し、各シート１１４，１２４，１３４および
１４４の背面と、各隣接層エレメントすなわち各
原液スペーサ１１３，１２３，１３３，１４３と
の間に空隙を設けることができる。接着剤１６の
所定塗布面への塗布は層構成体を集水管１５に垂
らす前に行う代りに垂らして後に行うこともでき
る。

本発明における上記巻体技術は液体のみならず
気体分離用のモジユールにも適用できることはい
うまでもない。

効 果： 本発明によれば、層エレメントに不均一なずれ
およびしわが生じず、それゆえ、優れた流体分離
機能を備えた流体分離装置が得られる。また、原
液が半透膜を通らないで透過液流路へ直接流れ込
むことがないため、分離精能の良い装置が得られ
る。さらに、分離装置の製造設備は構造が著しく
単純でしかも小規模でよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における集水管に巻くべき四層
構成体の側面図、第２図は本発明による四層構成
体の巻きつけ工程を示す説明図、そして、第３図
は本発明に集水管に巻かれた四層構成体の側面断
面図である。 １１，１２，１３，１４……層構成体、１５…
…集水管、１１１，１２１，１３１，１４１……
透過液スペーサ、１１２，１２２，１３２，１４
２……第１半透膜、１１３，１２３，１３３，１
４３……原液スペーサ、１１４，１２４，１３
４，１４４……第２半透膜、１１０，１２０，１
３０，１４０……支持棒、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ……封
筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれが複数の層エレメントを有する２も
   しくはそれ以上の層構成体を備えた集水管を有す
   る流体分離装置の製造方法であつて、該集水管を
   軸として回転させる手段に該集水管を水平に固定
   して該層構成体を下方へ垂らすこと、および該回
   転手段により該集水管をその軸のまわりに回転さ
   せて該層構成体をそれに巻きつけることを包含す
   る流体分離装置の製造方法。 ２ 前記層構成体の各々が透過液スペーサ、第１
   半透膜、原液スペーサおよび第２半透膜から順次
   なる複数の層エレメントを有し、個々の層構成体
   の該第１半透膜とこれに隣り合う層構成体の該第
   ２半透膜とにより結果的に一つの封筒が形成され
   個々の層構成体の該透過液スペーサが該封筒内に
   配置される前記特許請求の範囲第１項に記載の液
   体分離装置の製造方法。 ３ 前記層構成体は、前記透過液スペーサのうち
   の少なくとも前記集水管に連結する一つに適当な
   張力を付与しつつ、該集水管に巻きつけられる前
   記特許請求の範囲第２項に記載の流体分離装置の
   製造方法。 ４ 張力が付与される前記スペーサの角度が前記
   集水管の軸からの垂直面から約＋30゜〜約−30゜の
   範囲にある前記特許請求の範囲第３項に記載の液
   体分離装置の製造方法。 ５ 前記封筒の各背面に支持棒を配置し各封筒の
   背面とこれに隣接する層エレメントとの間に空隙
   を設ける前記特許請求の範囲第４頁に記載の液体
   分離装置の製造方法。